膨润土一步碱溶合成沸石的方法技术

本发明专利技术公开了一种膨润土一步碱溶合成沸石的方法，包括以下步骤：步骤一：将膨润土原料进行干燥、破碎并粉磨；步骤二：将膨润土原料与助剂混合后混合物中化学成分SiO2、Al2O3、Na2O的摩尔比为1.0∶（0.15～1.0）∶（1.5～4.0），混合物置于带有搅拌装置的反应器，边搅拌边加水，在一定的反应条件下反应；步骤三：对步骤二的反应产物进行过滤、洗涤、干燥、粉磨后即得沸石。本发明专利技术的整个合成过程在常压、低温条件下一步完成，简化了工艺流程，降低了能耗；膨润土无需煅烧活化，直接碱溶活化，随后作为碱溶剂的氢氧化钠又作为反应原料继续反应，利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非金属矿开发利用和无机非金属材料领域，具体涉及一种。
技术介绍
沸石分子筛是一类具有空旷骨架结构的铝硅酸盐矿物。其结构中存在着规则的孔道和孔穴，穴内分布着可移动的阳离子和水分子，即水化阳离子和沸石水。这种结构特点使沸石具有优良的离子交换、催化和吸附性能，被广泛应用于石油化工、化学工业、环境保护等工业领域，尤其是4A沸石在洗涤行业的应用更为广泛；P型沸石不仅对钙镁有很好的离子交换作用，而且还具有很强的非离子表面活性剂吸附能力，可以提高洗涤剂中某些比较昂贵配方组分的稳定性能；X型分子筛是一种微孔材料，具有优良的离子交换、催化和吸附性能，在工农业等许多领域中具有广泛的用途和巨大的应用前景，且X型沸石较A型沸石有更大的吸附容量，所以在气体吸附与分离等领域显得更为重要。我国是膨润土矿产储量十分丰富的国家，分布地域广泛。而膨润土也凭借着其储量丰富，价格低廉，粒度细小，吸附效果好，稳定性强，且天然、无毒、无味，对环境无害，被广泛应用于国民经济的各个领域。截至目前，以膨润土为原料制备沸石方法有酸化法、酸碱混合法和碱溶法。王绍刚等(王绍刚，邹左英，詹廷顺.膨润土制备A型分子筛的实验研究.辽宁化工，2004，7:390-392)和邱俊等(邱俊，吕宪俊，崔学奇.钙基膨润土制备4A沸石分子筛酸化工艺条件研究.化工矿物与加工，2004，33(5):11-13)用酸化膨润土制备分子筛的方法制备4A沸石，存在着硅铝浸出速度和浸出率低、活化时间长、废酸液处理困难、工艺流程复杂等缺点。汪志国等(汪志国.利用膨润土合成4A沸石试验研究.化工矿物与加工，2002, 31 (6):11-12)先酸化膨润土，渣液分离后，对渣进行碱溶合成4A沸石，虽然所得产品质量较高，但原料浪费较严重，虽然酸浸滤液浓度蒸发浓缩，但成本增加了。彭同江(彭同江，孙红娟，焦永峰，刘福生.膨润土直接碱溶法制备4A沸石分子筛的试验.中国矿业，2005, 14(2):58-61.)以膨润土为原料经提纯后采用直接碱溶法制备了 4A沸石分子筛，该法虽然可以节省原料、简化工艺流程，并从根本上避免了废酸液对环境的危害，但制备过程仍然反复冗杂，需制备晶化导向剂，且老化时间较久。曹吉林采用经850°C高温煅烧的膨润土与碳酸钠混合2h，之后加氢氧化铝，搅拌溶解，室温静置，100°C水浴晶化合成了 P型沸石(CN02156482.5)，但是由于原料的高温煅烧增加了合成成本，不经济实用。目前采用膨润土合成X型沸石的研究较少，郭可锐(郭可锐.利用膨润土合成沸石分子筛[D].大连理工大学，2005.)用膨润土在反应釜中90°C条件下合成出X型沸石，曹吉林采用碱熔法合成了铁掺杂X型沸石分子筛(CN101219795A)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种膨润土合成沸石的方法，针对沸石制备成本高、工艺复杂等不足之处，提供以颗粒分散性高、活性大的膨润土粘土为原料，调节工艺条件一步法合成沸石，不仅提高了膨润土原料的附加值，而且绿色环保，具有重要的环境效益和经济效 Mo为了达到上述的技术效果，本专利技术采取以下技术方案:—种，包括以下步骤:步骤(1):将膨润土原料进行干燥、破碎并粉磨；步骤(2):将膨润土原料与助剂混合后混合物中化学成分Si02、A1203、Na2O的摩尔比为1.0: (0.15~1.0): (1.5~4.0)，混合物置于带有搅拌装置的反应器，边搅拌边加水，在一定的反应条件下反应；步骤(3):对步骤(2)的反应产物进行过滤、洗涤、干燥、粉磨后即得沸石。根据本专利技术的实施例，在上述的方法中，所述的膨润土原料为钠基膨润土和钙基膨润土中的一种。根据本专利技术的实施例，在上述的方法中，所述的膨润土粉磨至50目~400目。根据本专利技术的实施例，在上述的方法中，所述的助剂为氢氧化钠、氢氧化铝或偏铝酸钠中的一种或几种。根据本专利技术的实施例，在上述的方法中，步骤(2)中所述的反应条件如下:反应温度为70~100°C ;反应压力为常压`；反应时间为搅拌0.5~10h，之后陈化3~30h。根据本专利技术的实施例，在上述的方法中，步骤(2)中边搅拌边加水使氢氧化钠浓度为1.0~2.5mol/L ;在反应过程中不断加入少量水或氢氧化钠保持氢氧化钠浓度为1.0~2.5mol/L。根据本专利技术的实施例，在上述的方法中，步骤(3)的滤液和第1次、第2次的洗涤水回收循环利用，作为步骤(2)中的水使用。根据本专利技术的实施例，在上述的方法中，所述的沸石为4A沸石、P型沸石和X型沸石的一种或几种。根据本专利技术的实施例，在上述的方法中，步骤(3)中反应产物过滤后洗涤至pH为7-10。本专利技术与现有技术相比，具有以下的有益效果:(I)整个合成过程在常压、低温条件下一步完成，简化了工艺流程，降低了能耗；(2)膨润土无需煅烧活化，直接碱溶活化，随后作为碱溶剂的氢氧化钠又作为反应原料继续反应，利用率高；(3)反应结束后的洗涤液可以继续参与反应，节省成本，再次提高化学助剂的利用率；(4)合成出的沸石具有粒度细、颗粒分布均匀、钙交换容量大O 236mgCaC03/g4A沸石)、吸附性能好、价格低廉等特点。【附图说明】图1为本专利技术的钠基膨润土的XRD图；图2为本专利技术的钙基膨润土的XRD图；图3为本专利技术实施例1制备的4A沸石的XRD图；图4为本专利技术实施例1制备的4A沸石的SEM图；图5为本专利技术实施例2制备的4A沸石的XRD图；图6为本专利技术实施例2制备的4A沸石的SEM图；图7为本专利技术实施例3制备的P型沸石的XRD图；图8为本专利技术实施例3制备的P型沸石的SEM图；图9为本专利技术实施例4制备的X型沸石的XRD图；图10为本专利技术实施例4制备的X型沸石的SEM图。图11为本专利技术实施例5制备的4A沸石的XRD图；图12为本专利技术实施例5制备的4A沸石的SEM图；图13为本专利技术实施例6制备的4A沸石的XRD图；图14为本专利技术实施例6制备的4A沸石的SEM图；图15为本专利技术实施例7制备的P型沸石的XRD图；图16为本专利技术实施例7制备的P型沸石的SEM图；图17为本专利技术实施例8制备的X型沸石的XRD图；图18为本专利技术实施例8制备的X型沸石的SEM图。【具体实施方式】下面结合本专利技术的实施例和附图对本专利技术作进一步的阐述和说明，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。本专利技术的实施例中所用的膨润土原料为钠基膨润土和钙基膨润土，其矿物组成如图1、图2和表1所示,化学组成如表2所示。表1膨润土原矿主要矿物组成分析结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膨润土一步碱溶合成沸石的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：将膨润土原料进行干燥、破碎并粉磨；步骤二：将膨润土原料与助剂混合后混合物中化学成分SiO2、Al2O3、Na2O的摩尔比为1.0:（0.15～1.0）:（1.5～4.0），混合物置于带有搅拌装置的反应器，边搅拌边加水，在一定的反应条件下反应；步骤三：对步骤二的反应产物进行过滤、洗涤、干燥、粉磨后即得沸石。

【技术特征摘要】
1.一种膨润土一步碱溶合成沸石的方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一:将膨润土原料进行干燥、破碎并粉磨； 步骤二:将膨润土原料与助剂混合后混合物中化学成分Si02、A1203、Na2O的摩尔比为1.0: (0.15~1.0): (1.5~4.0)，混合物置于带有搅拌装置的反应器，边搅拌边加水，在一定的反应条件下反应； 步骤三:对步骤二的反应产物进行过滤、洗涤、干燥、粉磨后即得沸石。2.根据权利要求1所述的膨润土一步碱溶合成沸石的方法，其特征在于所述的膨润土原料为钠基膨润土和钙基膨润土中的一种。3.根据权利要求1所述的膨润土一步碱溶合成沸石的方法，其特征在于所述的膨润土粉磨至50目~400目。4.根据权利要求1所述的膨润土一步碱溶合成沸石的方法，其特征在于所述的助剂为氢氧化钠、氢氧化铝或偏铝酸钠中的一种或几种。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红娟，彭同江，何倩，罗利明，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：